JP5943080B2 - Method for deriving equivalent circuit model of power supply smoothing LC filter - Google Patents

Method for deriving equivalent circuit model of power supply smoothing LC filter Download PDF

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Description

本発明は、直流安定化電源回路の出力電圧を安定化するチョークコイルと平滑コンデンサとから構成される電源平滑用LCフィルタの等価回路モデルを導出する導出方法に関するものである。   The present invention relates to a derivation method for deriving an equivalent circuit model of a power source smoothing LC filter composed of a choke coil and a smoothing capacitor for stabilizing the output voltage of a direct current stabilized power circuit.

従来、この種の電源平滑用LCフィルタの等価回路モデルの導出方法としては、例えば、非特許文献1に開示されたスイッチング・レギュレータにおけるものがある。同文献では、降圧型コンバータをPWM(Pulse Width Modulation)スイッチブロック、LCフィルタブロックおよび定電圧制御部ブロックに分割し、分割したLCフィルタブロックの伝達関数XLCを求めている。そして、電源平滑用LCフィルタの入出力特性を、求めた伝達関数XLCによってシミュレーションすることで、電源平滑用LCフィルタの等価回路モデルを導出している。Conventionally, as a method for deriving an equivalent circuit model of this type of power supply smoothing LC filter, for example, there is a method in a switching regulator disclosed in Non-Patent Document 1. In this document, the buck converter PWM (Pulse Width Modulation) switch blocks, divided into LC filter block and the constant voltage control unit blocks, seeking a transfer function X LC of divided LC filter block. An input / output characteristic of the power supply smoothing LC filter is simulated by the obtained transfer function XLC to derive an equivalent circuit model of the power supply smoothing LC filter.

また、電源平滑用LCフィルタの等価回路モデルは、LCフィルタを構成するインダクタおよびコンデンサの各等価回路モデルから導出することができる。   Further, the equivalent circuit model of the power supply smoothing LC filter can be derived from the equivalent circuit models of the inductor and the capacitor constituting the LC filter.

特許文献1では、周波数に依存しない抵抗(R)、キャパシタンス(C)、インダクタンス(L)を用いた、時間領域でのシミュレーションが可能な回路として、図1(a)に示すRC回路、および同図(b)に示すRL回路と、同図(c)に示すRCL回路のいずれかを、MLCC(Multi-Layer Ceramic Capacitor)の等価回路モデルとして、形成している。そして、形成した等価回路モデルの精度を判定するための評価関数を合成し、合成した評価関数を最小化することによって回路定数を決定している。   In Patent Document 1, an RC circuit shown in FIG. 1A and a circuit that can be simulated in the time domain using a frequency-independent resistor (R), capacitance (C), and inductance (L) are shown. One of the RL circuit shown in FIG. 2B and the RCL circuit shown in FIG. 2C is formed as an equivalent circuit model of MLCC (Multi-Layer Ceramic Capacitor). Then, an evaluation function for determining the accuracy of the formed equivalent circuit model is synthesized, and a circuit constant is determined by minimizing the synthesized evaluation function.

また、非特許文献2には、図2に示す、インダクタンスLとコアロス抵抗ACRとの並列回路に銅損抵抗DCRを直列に接続したモデルが、インダクタの等価回路モデルとして開示されている。そして、この等価回路モデルで表されるインダクタのどのファクターが電圧変換効率に影響するかが、同文献に記載されている。   Non-Patent Document 2 discloses a model in which a copper loss resistance DCR is connected in series to a parallel circuit of an inductance L and a core loss resistance ACR shown in FIG. 2 as an equivalent circuit model of an inductor. The same document describes which factor of the inductor represented by the equivalent circuit model affects the voltage conversion efficiency.

馬場清太郎著「電源回路設計 成功のかぎ」、CQ出版、2009年8月1 日第2版、p253〜p256Baba Seitaro "The Key to Success in Power Supply Circuit Design", CQ Publishing, August 1, 2009, 2nd Edition, p253-p256 「1.電力変換効率に影響するインダクタのファクターの調査(降圧編)」、技術情報/テクニカルガイド/村田製作所、[online]、[平成24年6月12日検索]、インターネット<URL:http://www.murata.co.jp/products/power_inductor/tech_guide/tech_info.html>“1. Investigation of inductor factors affecting power conversion efficiency (step-down)”, Technical Information / Technical Guide / Murata Manufacturing, [online], [Search June 12, 2012], Internet <URL: http: //www.murata.co.jp/products/power_inductor/tech_guide/tech_info.html>

特開2002−259482号公報JP 2002-259482 A

近年、コスト削減を目的として、製品開発における試作回数の減少や、試作期間の短縮が実施されている。そのため、試作品の特性を事前にシミュレーションする重要性が以前より増してきており、試作回数の削減や試作期間の短縮のために、精度の良いシミュレーションの実施が不可欠になってきている。直流安定化電源回路設計におけるシミュレーションでは、電源平滑用LCフィルタの等価回路モデルを精度良く導出することが要請される。   In recent years, for the purpose of cost reduction, the number of trial productions in product development has been reduced and the trial production period has been shortened. For this reason, the importance of simulating the characteristics of prototypes in advance has increased more than before, and in order to reduce the number of prototypes and shorten the trial period, it is indispensable to perform accurate simulations. In the simulation in the DC stabilized power supply circuit design, it is required to accurately derive an equivalent circuit model of the power supply smoothing LC filter.

しかしながら、直流安定化電源回路を構成するチョークコイルは電源回路の出力電流に、平滑コンデンサは電源回路の出力電圧に依存して特性が変化するので、上記従来の非特許文献1に開示された電源平滑用LCフィルタの等価回路モデルの導出方法では、電源回路の動作時における電源平滑用LCフィルタの特性を正確に表現するのは困難である。   However, since the characteristics of the choke coil constituting the DC stabilized power supply circuit depend on the output current of the power supply circuit and the smoothing capacitor depends on the output voltage of the power supply circuit, the power supply disclosed in the conventional non-patent document 1 described above. In the method of deriving the equivalent circuit model of the smoothing LC filter, it is difficult to accurately represent the characteristics of the power smoothing LC filter during operation of the power supply circuit.

また、特許文献1に開示されたコンデンサの等価回路モデルの導出方法では、コンデンサに重畳印加されるDCバイアス電圧の各値毎に等価回路モデルを導出する手間が必要となり、電源平滑用LCフィルタの等価回路モデルに適用した場合、電源回路の任意の出力電圧について等価回路モデルを導出することはできない。   In addition, in the method for deriving an equivalent circuit model of a capacitor disclosed in Patent Document 1, it is necessary to derive an equivalent circuit model for each value of the DC bias voltage superimposed and applied to the capacitor. When applied to an equivalent circuit model, an equivalent circuit model cannot be derived for an arbitrary output voltage of the power supply circuit.

また、非特許文献2に開示されたインダクタの等価回路モデルも、出力電流による重畳特性が加味されておらず、電源平滑用LCフィルタの等価回路モデルに適用した場合、電源回路の任意の出力電流について等価回路モデルを導出することはできない。   Also, the equivalent circuit model of the inductor disclosed in Non-Patent Document 2 does not take into account the superposition characteristics due to the output current, and when applied to the equivalent circuit model of the power supply smoothing LC filter, any output current of the power supply circuit can be obtained. An equivalent circuit model cannot be derived for.

本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、
直流安定化電源回路の出力電圧を安定化するチョークコイルと平滑コンデンサとから構成される電源平滑用LCフィルタの等価回路モデルをチョークコイルおよび平滑コンデンサの各等価回路モデルから導出する電源平滑用LCフィルタの等価回路モデルの導出方法において、
平滑コンデンサの等価回路モデルが、容量素子と抵抗素子とを並列に接続して成る容量性回路、誘導素子と抵抗素子とを並列に接続して成る誘導性回路、および容量素子と誘導素子と抵抗素子とを並列に接続して成る副共振回路のうちの少なくとも1つが、主容量素子と誘導素子と抵抗素子とを直列に接続して成る主共振回路に直列に接続されて構成され、
平滑コンデンサへの印加直流電圧に応じた平滑コンデンサの静電容量変化率を実測して印加直流電圧を変数とする関数として表し、主共振回路を構成する主容量素子の静電容量に直流安定化電源回路の直流出力電圧に応じた静電容量変化率を乗算して主容量素子の静電容量を補正することで、平滑コンデンサの等価回路モデルを直流安定化電源回路の直流出力電圧に応じたモデルとし、
チョークコイルの等価回路モデルを構成する各要素の値をチョークコイルを流れる直流電流の複数の水準について実測してチョークコイルのインピーダンスを複数の水準について求めておき、複数の水準の間の水準についてのチョークコイルのインピーダンスは、求めておいた複数の水準についてのチョークコイルのインピーダンスから内挿補完して求めることで、チョークコイルの等価回路モデルを直流安定化電源回路の直流出力電流の水準に応じたモデルとする
ことを特徴とする。
The present invention has been made to solve such problems,
Power source smoothing LC filter for deriving an equivalent circuit model of a power source smoothing LC filter composed of a choke coil and a smoothing capacitor for stabilizing the output voltage of the DC stabilized power circuit from each equivalent circuit model of the choke coil and the smoothing capacitor In the derivation method of the equivalent circuit model of
An equivalent circuit model of a smoothing capacitor is a capacitive circuit formed by connecting a capacitive element and a resistive element in parallel, an inductive circuit formed by connecting an inductive element and a resistive element in parallel, and a capacitive element, an inductive element and a resistor. At least one of the sub-resonant circuits formed by connecting the elements in parallel is configured to be connected in series to the main resonant circuit formed by connecting the main capacitive element, the inductive element, and the resistive element in series,
Measures the capacitance change rate of the smoothing capacitor according to the applied DC voltage to the smoothing capacitor and expresses it as a function with the applied DC voltage as a variable, and stabilizes the DC to the capacitance of the main capacitive element that constitutes the main resonance circuit By multiplying the capacitance change rate according to the DC output voltage of the power supply circuit and correcting the capacitance of the main capacitive element , the equivalent circuit model of the smoothing capacitor is adjusted according to the DC output voltage of the DC stabilized power supply circuit. As a model,
The value of each element constituting the equivalent circuit model of the choke coil is measured for a plurality of levels of DC current flowing through the choke coil, and the impedance of the choke coil is obtained for the plurality of levels. The impedance of the choke coil is obtained by interpolating from the impedance of the choke coil for the obtained multiple levels, so that the equivalent circuit model of the choke coil corresponds to the level of the DC output current of the DC stabilized power supply circuit. It is a model.

本構成によれば、平滑コンデンサの等価回路モデルは、そのモデルの主共振回路を構成する主容量素子の静電容量に直流安定化電源回路の直流出力電圧に応じた静電容量変化率が乗算されて、主容量素子の静電容量が補正されることで、直流安定化電源回路の直流出力電圧に応じたモデルとされる。チョークコイルの等価回路モデルは、チョークコイルを流れる直流電流の複数の水準についてチョークコイルのインピーダンスを求めておき、複数の水準の間の水準についてのチョークコイルのインピーダンスは、求めておいた複数の水準についてのチョークコイルのインピーダンスから内挿補完して求めることで、直流安定化電源回路の直流出力電流の水準に応じたモデルとされる。従って、チョークコイルおよび平滑コンデンサの各等価回路モデルから導出される電源平滑用LCフィルタの等価回路モデルは、直流安定化電源回路の直流出力電圧および直流出力電流に応じて精度良く導出され、直流安定化電源回路の動作時における電源平滑用LCフィルタの特性は正確に表現される。このため、直流安定化電源回路設計におけるシミュレーションが精度良く実施されて、直流安定化電源回路設計における試作回数の削減や試作期間の短縮に資することが可能となる。
また、本構成によれば、平滑コンデンサの等価回路モデルは、容量性回路、誘導性回路、および副共振回路のうちの少なくとも1つが主共振回路に直列に接続されて構成され、直流安定化電源回路の直流出力電圧に応じた静電容量変化率は主共振回路を構成する主容量素子に対して乗算されて、主共振回路を構成する主容量素子の静電容量が補正される。このため、平滑コンデンサの特性を最も顕著に表す主共振回路の特性が補正されて、平滑コンデンサの静電容量は直流安定化電源回路の直流出力電圧に応じて最も効果的に補正される。
According to this configuration, the equivalent circuit model of the smoothing capacitor is obtained by multiplying the capacitance of the main capacitive element constituting the main resonant circuit of the model by the capacitance change rate corresponding to the DC output voltage of the DC stabilized power supply circuit. Then, by correcting the capacitance of the main capacitive element , a model corresponding to the DC output voltage of the DC stabilized power supply circuit is obtained. In the equivalent circuit model of the choke coil, the impedance of the choke coil is obtained for a plurality of levels of DC current flowing through the choke coil, and the impedance of the choke coil for a level between the plurality of levels is obtained by calculating the plurality of levels. Is obtained by interpolating from the impedance of the choke coil, and a model corresponding to the level of the DC output current of the DC stabilized power supply circuit is obtained. Therefore, the equivalent circuit model of the power supply smoothing LC filter derived from the equivalent circuit models of the choke coil and the smoothing capacitor is accurately derived in accordance with the DC output voltage and DC output current of the DC stabilized power supply circuit. The characteristics of the power supply smoothing LC filter during the operation of the power supply circuit are accurately expressed. For this reason, the simulation in the DC stabilized power circuit design is performed with high accuracy, and it is possible to contribute to the reduction in the number of trials and the shortening of the trial period in the DC stabilized power circuit design.
According to the present configuration, the equivalent circuit model of the smoothing capacitor is configured by connecting at least one of a capacitive circuit, an inductive circuit, and a sub-resonant circuit in series to the main resonant circuit, The capacitance change rate corresponding to the DC output voltage of the circuit is multiplied by the main capacitance element constituting the main resonance circuit, and the capacitance of the main capacitance element constituting the main resonance circuit is corrected. For this reason, the characteristic of the main resonance circuit that most significantly represents the characteristic of the smoothing capacitor is corrected, and the capacitance of the smoothing capacitor is corrected most effectively according to the DC output voltage of the DC stabilized power supply circuit.

また、本発明は、
平滑コンデンサの等価回路モデルを構成する各要素の測定値をテーブルデータ化しておき、電源平滑用LCフィルタの等価回路モデルを導出する際にテーブルデータ化しておいた平滑コンデンサの等価回路モデルを使って平滑コンデンサの等価回路モデルを直流安定化電源回路の直流出力電圧に応じたモデルとし、
チョークコイルの等価回路モデルを構成する各要素の測定値を複数の水準についてテーブルデータ化しておき、電源平滑用LCフィルタの等価回路モデルを導出する際にテーブルデータ化しておいたチョークコイルの各等価回路モデルを使ってチョークコイルの等価回路モデルを直流安定化電源回路の直流出力電流に応じたモデルとする
ことを特徴とする。
The present invention also provides:
Using the equivalent circuit model of the smoothing capacitor that has been converted into table data when the equivalent circuit model of the smoothing capacitor is converted into table data and the equivalent circuit model of the power supply smoothing LC filter is derived. The equivalent circuit model of the smoothing capacitor is a model corresponding to the DC output voltage of the DC stabilized power supply circuit,
The measured values of each element constituting the equivalent circuit model of the choke coil are converted into table data for a plurality of levels, and each equivalent of the choke coil converted into table data when the equivalent circuit model of the power source smoothing LC filter is derived. Using the circuit model, the equivalent circuit model of the choke coil is a model corresponding to the DC output current of the DC stabilized power supply circuit.

本構成によれば、平滑コンデンサの等価回路モデルを構成する各要素の測定値、およびチョークコイルの等価回路モデルを構成する複数の水準についての各要素の測定値をテーブルデータ化しておくことで、電源平滑用LCフィルタの等価回路モデルを導出する際に、容易に、直流安定化電源回路の直流出力電圧に応じた平滑コンデンサの等価回路モデルおよび直流安定化電源回路の直流出力電流に応じたチョークコイルの等価回路モデルを導出することができる。このため、直流安定化電源回路の動作時におけるチョークコイルおよび平滑コンデンサの各等価回路モデルを簡単に再現して用いることができるようになる。   According to this configuration, by measuring the measured values of each element constituting the equivalent circuit model of the smoothing capacitor and the measured values of each element for a plurality of levels constituting the equivalent circuit model of the choke coil into table data, When deriving the equivalent circuit model of the power smoothing LC filter, it is easy to select the smoothing capacitor equivalent circuit model according to the DC output voltage of the DC stabilized power circuit and the choke according to the DC output current of the DC stabilized power circuit. An equivalent circuit model of the coil can be derived. For this reason, each equivalent circuit model of the choke coil and the smoothing capacitor at the time of operation of the DC stabilized power supply circuit can be easily reproduced and used.

また、本発明は、平滑コンデンサの等価回路モデルおよび複数の水準についてのチョークコイルの等価回路モデルを平滑コンデンサおよびチョークコイルの各種類に応じてテーブルデータ化してライブラリー化しておくことを特徴とする。   Further, the present invention is characterized in that an equivalent circuit model of a smoothing capacitor and an equivalent circuit model of a choke coil for a plurality of levels are converted into table data according to each type of the smoothing capacitor and the choke coil, and are made into a library. .

本構成によれば、平滑コンデンサの等価回路モデルを構成する各要素の測定値についてのテーブルデータ、およびチョークコイルの等価回路モデルを構成する各要素の測定値についてのテーブルデータは、シミュレートする直流安定化電源回路に用いる平滑コンデンサおよびチョークコイルの各種類に応じて、ライブラリから直ちに引き出すことができる。このため、直流安定化電源回路の動作時におけるチョークコイルおよび平滑コンデンサの各等価回路モデルは、シミュレートする直流安定化電源回路に用いる平滑コンデンサおよびチョークコイルの各種類に応じて、容易に直ちに導出される。   According to this configuration, the table data about the measured value of each element constituting the equivalent circuit model of the smoothing capacitor, and the table data about the measured value of each element constituting the equivalent circuit model of the choke coil are the direct current to be simulated. Depending on the type of smoothing capacitor and choke coil used in the stabilized power supply circuit, it can be immediately extracted from the library. For this reason, the equivalent circuit model of the choke coil and smoothing capacitor during operation of the DC stabilized power supply circuit is easily and immediately derived according to the type of smoothing capacitor and choke coil used in the DC stabilized power supply circuit to be simulated. Is done.

また、本発明は、チョークコイルの等価回路モデルが、誘導素子と抵抗素子との並列回路に抵抗素子を直列に接続して成る回路を最小単位として構成されることを特徴とする。   The present invention is characterized in that the equivalent circuit model of the choke coil is configured with a circuit formed by connecting a resistive element in series to a parallel circuit of an inductive element and a resistive element as a minimum unit.

本構成によれば、チョークコイルの等価回路モデルは、誘導素子と抵抗素子との並列回路に抵抗素子を直列に接続して成る回路を最小単位として、直流安定化電源回路のシミュレーションの精度や目的に応じて多様に構成される。   According to this configuration, the equivalent circuit model of the choke coil is based on the accuracy and purpose of the simulation of the DC stabilized power supply circuit with the minimum unit of the circuit formed by connecting the resistive element in series to the parallel circuit of the inductive element and the resistive element. Depending on the configuration.

また、本発明は、
平滑コンデンサおよびチョークコイルの種類を入力する第1のステップと、直流安定化電源回路の直流出力電圧および直流出力電流の各値を入力する第2のステップと、第1のステップで入力された種類の平滑コンデンサについて予め用意されたテーブルデータの等価回路モデルをライブラリーの中から選択し、選択した平滑コンデンサの等価回路モデルを使って平滑コンデンサの等価回路モデルを第2のステップで入力された直流出力電圧に応じたモデルとする第3のステップと、第1のステップで入力された種類のチョークコイルについて予め用意されたテーブルデータの等価回路モデルをライブラリーの中から選択し、選択したチョークコイルの等価回路モデルを使ってチョークコイルの等価回路モデルを第2のステップで入力された直流出力電流に応じたモデルとする第4のステップと、第3のステップで導出した平滑コンデンサの等価回路モデルおよび第4のステップで導出したチョークコイルの等価回路モデルを使って第2のステップで入力された直流出力電圧および直流出力電流に応じた電源平滑用LCフィルタの等価回路モデルを導出する第5のステップとをコンピュータに実行させ、電源平滑用LCフィルタの等価回路モデルの導出方法を実行させるコンピュータプログラムを構成した。
The present invention also provides:
A first step for inputting the type of the smoothing capacitor and the choke coil, a second step for inputting each value of the DC output voltage and DC output current of the DC stabilized power supply circuit, and the type input in the first step. The equivalent circuit model of table data prepared in advance for the smoothing capacitor is selected from the library, and the equivalent circuit model of the smoothing capacitor is input in the second step using the equivalent circuit model of the selected smoothing capacitor. The third step of making a model according to the output voltage and the equivalent circuit model of the table data prepared in advance for the type of choke coil input in the first step are selected from the library, and the selected choke coil The equivalent circuit model of the choke coil was input in the second step using the equivalent circuit model of In the second step, using the fourth step as a model corresponding to the current output current, the equivalent circuit model of the smoothing capacitor derived in the third step, and the equivalent circuit model of the choke coil derived in the fourth step A fifth step of deriving an equivalent circuit model of the power smoothing LC filter according to the input DC output voltage and DC output current is executed by a computer, and an equivalent circuit model deriving method of the power smoothing LC filter is executed. A computer program to be configured was configured.

本構成によれば、シミュレートする直流安定化電源回路を構成する平滑コンデンサおよびチョークコイルの種類、並びに直流安定化電源回路の直流出力電圧および直流出力電流の各値がコンピュータプログラムに入力されることで、上記の電源平滑用LCフィルタの等価回路モデルの導出方法がコンピュータプログラムによって機能させられる。つまり、コンピュータプログラムにより、自動的に、平滑コンデンサの等価回路モデルは入力された種類の平滑コンデンサおよび入力された値の直流出力電圧に応じたモデルとされ、また、チョークコイルの等価回路モデルは入力された種類のチョークコイルおよび入力された値の直流出力電流に応じたモデルとされる。このため、本導出方法の利用者は、シミュレートする直流安定化電源回路を構成する平滑コンデンサおよびチョークコイルの種類、並びに直流安定化電源回路の直流出力電圧および直流出力電流の各値をコンピュータプログラムに入力するだけで、直流安定化電源回路の的確なシミュレーションを高精度かつ簡単に行える。この結果、回路シミュレートに関する専門知識を持たない一般の利用者であっても、直流安定化電源回路の的確な回路シミュレーションを高精度かつ簡単に行える。   According to this configuration, the types of the smoothing capacitor and choke coil constituting the DC stabilized power supply circuit to be simulated, and the DC output voltage and DC output current values of the DC stabilized power supply circuit are input to the computer program. Thus, the above-described method for deriving the equivalent circuit model of the power supply smoothing LC filter is caused to function by a computer program. That is, the computer program automatically sets the equivalent circuit model of the smoothing capacitor to a model according to the input type of smoothing capacitor and the DC output voltage of the input value, and the equivalent circuit model of the choke coil is input. The model is determined according to the type of choke coil and the DC output current of the input value. For this reason, the user of this derivation method can specify the types of smoothing capacitors and choke coils constituting the DC stabilized power circuit to be simulated, and the DC output voltage and DC output current values of the DC stabilized power circuit. Just input into the input, and accurate simulation of the DC stabilized power supply circuit can be performed with high accuracy and ease. As a result, even a general user who does not have specialized knowledge about circuit simulation can accurately and easily perform accurate circuit simulation of the stabilized DC power supply circuit.

また、本発明は、前記コンピュータプログラムを備えるサーバにインターネット網を介してアクセスし、インターネット網に接続された端末から前記コンピュータプログラムを使用して各前記ステップを端末に実行させ、電源平滑用LCフィルタの等価回路モデルの導出方法を実施するコンピュータプログラムの使用方法を構成した。 The present invention also provides a power source smoothing LC filter by accessing a server including the computer program via an Internet network, causing the terminal to execute each step using the computer program from a terminal connected to the Internet network. A method of using a computer program that implements a method for deriving an equivalent circuit model is constructed.

本構成によれば、利用者は、インターネット網に接続された端末から前記コンピュータプログラムを備えるサーバにアクセスすることで、前記コンピュータプログラムを容易に使用することが出来る。このため、本発明による電源平滑用LCフィルタの等価回路モデルの導出方法を多数の利用者に提供することが可能になる。   According to this configuration, the user can easily use the computer program by accessing a server including the computer program from a terminal connected to the Internet network. Therefore, it is possible to provide a large number of users with the method for deriving the equivalent circuit model of the power supply smoothing LC filter according to the present invention.

本発明によれば、上記のように、直流安定化電源回路の動作時における電源平滑用LCフィルタの特性は正確に表現される。このため、直流安定化電源回路設計におけるシミュレーションが精度良く実施されて、直流安定化電源回路設計における試作回数の削減や試作期間の短縮に資することが可能となる。   According to the present invention, as described above, the characteristics of the power supply smoothing LC filter during the operation of the DC stabilized power supply circuit are accurately expressed. For this reason, the simulation in the DC stabilized power circuit design is performed with high accuracy, and it is possible to contribute to the reduction in the number of trials and the shortening of the trial period in the DC stabilized power circuit design.

従来のコンデンサの等価回路モデルを示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the equivalent circuit model of the conventional capacitor | condenser. 従来のインダクタの等価回路モデルを示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the equivalent circuit model of the conventional inductor. 本発明の一実施の形態による電源平滑用LCフィルタの等価回路モデルの導出方法が適用される降圧型DC−DCコンバータの回路図である。1 is a circuit diagram of a step-down DC-DC converter to which a method for deriving an equivalent circuit model of a power supply smoothing LC filter according to an embodiment of the present invention is applied. 図3に示すDC−DCコンバータにおいて電源平滑用LCフィルタを構成する平滑コンデンサの等価回路モデルを示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing an equivalent circuit model of a smoothing capacitor constituting a power supply smoothing LC filter in the DC-DC converter shown in FIG. 3. 図4に等価回路モデルが示される平滑コンデンサへの印加直流電圧に応じた静電容量の変化を変化率として表したグラフである。FIG. 5 is a graph showing a change in capacitance according to a DC voltage applied to a smoothing capacitor whose equivalent circuit model is shown in FIG. 4 as a rate of change. 図3に示すDC−DCコンバータにおいて電源平滑用LCフィルタを構成するチョークコイルの等価回路モデルを示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing an equivalent circuit model of a choke coil constituting a power supply smoothing LC filter in the DC-DC converter shown in FIG. 3. 図6に等価回路モデルが示されるチョークコイルの各負荷電流におけるインダクタンスの変化(直流重畳特性)を示すグラフである。It is a graph which shows the change (DC superposition characteristic) of the inductance in each load current of the choke coil by which an equivalent circuit model is shown in FIG. 本実施の形態において、求めておいた複数の水準の間にある水準の負荷電流におけるチョークコイルのインピーダンスを内挿補完よって求める際の説明に用いる説明図である。In this Embodiment, it is explanatory drawing used for description at the time of calculating | requiring the impedance of the choke coil in the load current of the level which exists among several levels calculated | required by interpolation complementation. 本実施の形態によって計算した電源平滑用LCフィルタの伝達関数を、一素子モデルによって計算した伝達関数と比較して表すボーデ線図である。It is a Bode diagram which represents the transfer function of the power supply smoothing LC filter calculated by the present embodiment in comparison with the transfer function calculated by a one-element model.

次に、本発明の一実施の形態による電源平滑用LCフィルタの等価回路モデルの導出方法を、降圧型DC−DCコンバータにおける電源平滑用LCフィルタに適用した場合について、説明する。   Next, the case where the method for deriving the equivalent circuit model of the power supply smoothing LC filter according to the embodiment of the present invention is applied to the power supply smoothing LC filter in the step-down DC-DC converter will be described.

降圧型DC−DCコンバータ1は、図3に回路図が示され、PWMスイッチブロック2、LCフィルタブロック3および定電圧制御部ブロック4から構成されている。   The step-down DC-DC converter 1 is shown in a circuit diagram in FIG. 3 and includes a PWM switch block 2, an LC filter block 3, and a constant voltage control unit block 4.

PWMスイッチブロック2には、入力端子1aへの入力電圧VinがコンデンサCinで平滑されたものが与えられる。PWMスイッチブロック2では、2個のMOSFET(モス構造電界効果トランジスタ)Q1,Q2が制御回路5によってスイッチングされることで、入力電圧Vinがパルス列に変換される。また、MOSFETQ1,Q2のスイッチングにより、出力パルス列のデューティーサイクル比が変えられ、出力パルス列の平均値は所望の出力電圧にされる。LCフィルタブロック3は、チョークコイルLと平滑コンデンサCoutとから構成されている。チョークコイルLと平滑コンデンサCoutとは電源平滑用LCフィルタを構成し、パルス列の高周波成分を減衰させて、DC−DCコンバータ1の出力電圧を直流に平滑化する。The PWM switch block 2 is provided with the input voltage V in to the input terminal 1a smoothed by the capacitor C in . In the PWM switch block 2, the two MOSFETs (Moss structure field effect transistors) Q1 and Q2 are switched by the control circuit 5 so that the input voltage Vin is converted into a pulse train. Further, the duty cycle ratio of the output pulse train is changed by switching the MOSFETs Q1 and Q2, and the average value of the output pulse train is set to a desired output voltage. The LC filter block 3 includes a choke coil L and a smoothing capacitor Cout . The choke coil L and the smoothing capacitor Cout constitute a power supply smoothing LC filter, which attenuates the high-frequency component of the pulse train and smoothes the output voltage of the DC-DC converter 1 to a direct current.

定電圧制御部ブロック4では、出力端子1bに現れる出力電圧Vが抵抗R1と抵抗R2とによって分圧されて、エラーアンプ6において基準電圧Vrefと比較される。出力電圧Vと基準電圧Vrefとの誤差信号はエラーアンプ6によって増幅されて、PWMコンパレータ7へ出力される。PWMコンパレータ7は、増幅された誤差信号を三角波あるいはのこぎり波と比較して、DC−DCコンバータ1の出力電圧が所望の値になるように、制御回路5に制御信号を送る。DC−DCコンバータ1は、入力電圧Vinの制限を受けるが、この制御信号に応じて任意の直流電流Iおよび直流電圧Vを出力端子1bへ出力する。In the constant voltage control block 4, the output voltage V appearing at the output terminal 1b is divided by the resistor R1 and the resistor R2, and is compared with the reference voltage Vref by the error amplifier 6. An error signal between the output voltage V and the reference voltage V ref is amplified by the error amplifier 6 and output to the PWM comparator 7. The PWM comparator 7 compares the amplified error signal with a triangular wave or a sawtooth wave, and sends a control signal to the control circuit 5 so that the output voltage of the DC-DC converter 1 becomes a desired value. DC-DC converter 1 is limited by the input voltage V in, and outputs any of the DC current I and DC voltage V to the output terminal 1b in response to the control signal.

図4は、上記の電源平滑用LCフィルタを構成する平滑コンデンサCoutの等価回路モデルを示す。FIG. 4 shows an equivalent circuit model of the smoothing capacitor Cout constituting the power supply smoothing LC filter.

本実施の形態では、平滑コンデンサCoutの等価回路モデルは、主容量素子C1と誘導素子L2と抵抗素子R3とを直列に接続して成る主共振回路11に直列に、容量素子Cと抵抗素子Rとを並列に接続して成る容量性回路12、誘導素子Lと抵抗素子Rとを並列に接続して成る誘導性回路13、および容量素子Cと誘導素子Lと抵抗素子Rとを並列に接続して成る副共振回路14が接続されて、構成されている。ここで、各素子の添え字iはノード番号を示し、これら各回路12〜14ではi=4〜15に設定されている。また、各回路12〜14は容量素子Cと誘導素子Lと抵抗素子Rとの並列回路として表されており、容量性回路における誘導素子L=0、誘導性回路における容量素子C=0である。また、主共振回路11の主容量素子C1には絶縁抵抗IRが並列に接続されて表現されている。In the present embodiment, the equivalent circuit model of the smoothing capacitor C out is the main capacitive element C1 and the inductive element L2 and the resistor element R3 in series with the main resonance circuit 11 formed by connecting in series, resistor and capacitor elements C i capacitive circuit 12 formed by connecting the elements R i in parallel, the inductive element L i and the resistance element R i and a formed by connecting in parallel an inductive circuit 13, and the capacitor C i and the inductive element L i resistance A sub-resonant circuit 14 formed by connecting the element R i in parallel is connected. Here, the subscript i of each element indicates a node number, and in these circuits 12 to 14, i = 4 to 15 is set. Each of the circuits 12 to 14 is represented as a parallel circuit of a capacitive element C i , an inductive element L i, and a resistive element R i , where the inductive element L i = 0 in the capacitive circuit and the capacitive element C in the inductive circuit. i = 0. In addition, an insulation resistance IR is connected in parallel to the main capacitive element C1 of the main resonance circuit 11.

本実施の形態では、平滑コンデンサCoutに3216サイズの100[μF]の積層セラミック・チップ・コンデンサを用いた。下記の表1は、この平滑コンデンサCoutの図4に示す等価回路モデルを構成する各要素の値を実測し、その測定値をテーブルデータ化したものである。

Figure 0005943080
In the present embodiment, a laminated ceramic chip capacitor 100 [microfarads] of 3216 size to the smoothing capacitor C out. Table 1 below, in which the values of the elements constituting the equivalent circuit model shown in Figure 4 the smoothing capacitor C out actually measured, and table data of the measured value.
Figure 0005943080

ここで、空欄は、素子値=0で、対応する素子が存在しないことを表している。また、下記の表2は、平滑コンデンサCoutへ印加する直流電圧[V]を変化させて平滑コンデンサCoutの静電容量[F]を実測して得られた実測値を示すテーブルである。

Figure 0005943080
Here, the blank indicates that the element value = 0 and there is no corresponding element. Also, Table 2 below is a table showing measured values obtained by changing the DC voltage applied to the smoothing capacitor C out [V] to the measured electrostatic capacitance [F] of a smoothing capacitor C out.
Figure 0005943080

また、図5は、上記の表2に示される実測値から、平滑コンデンサCoutへの印加直流電圧に応じた静電容量の変化を変化率として表したグラフである。同グラフの横軸は印加直流電圧[V]、縦軸は静電容量変化率[%]を表す。同グラフに示されるように、平滑コンデンサCoutの減少する静電容量変化率は、印加直流電圧の増加に応じて漸次増加する。この静電容量変化率は、本実施の形態のように平滑コンデンサCoutがセラミックコンデンサの場合は、印加直流電圧Vを変数とする次の(1)式に示される関数k(V)として、表される。

Figure 0005943080
FIG. 5 is a graph showing the change in capacitance according to the DC voltage applied to the smoothing capacitor C out as the rate of change from the actual measurement values shown in Table 2 above. The horizontal axis of the graph represents the applied DC voltage [V], and the vertical axis represents the capacitance change rate [%]. As shown in the graph, the capacitance change rate at which the smoothing capacitor Cout decreases increases gradually as the applied DC voltage increases. When the smoothing capacitor Cout is a ceramic capacitor as in the present embodiment, the capacitance change rate is expressed as the function k (V) shown in the following equation (1) using the applied DC voltage V as a variable: expressed.
Figure 0005943080

(1)式に示されるように、静電容量変化率k(V)は印加直流電圧Vの多項式として表される。ここで、kは定数であり、図5に示すグラフにおける静電容量変化率k(V)は次の(2)式に表される。

Figure 0005943080
As shown in the equation (1), the capacitance change rate k (V) is expressed as a polynomial of the applied DC voltage V. Here, k j is a constant, and the capacitance change rate k (V) in the graph shown in FIG. 5 is expressed by the following equation (2).
Figure 0005943080

本実施の形態では、平滑コンデンサCoutの等価回路モデルを構成する主共振回路11の主容量素子C1の静電容量に、DC−DCコンバータ1の直流出力電圧に応じた式(2)に示される静電容量変化率k(V)を乗算して、主容量素子C1の静電容量を補正することで、平滑コンデンサCoutの等価回路モデルをDC−DCコンバータ1の直流出力電圧Vに応じたモデルとする。In the present embodiment, the capacitance of the main capacitive element C1 of the main resonant circuit 11 constituting the equivalent circuit model of the smoothing capacitor Cout is represented by the equation (2) corresponding to the DC output voltage of the DC-DC converter 1. The equivalent circuit model of the smoothing capacitor Cout is made to correspond to the DC output voltage V of the DC-DC converter 1 by multiplying the capacitance change rate k (V) to be corrected and correcting the capacitance of the main capacitance element C1. Model.

図6は、図3に示すDC−DCコンバータ1において上記の電源平滑用LCフィルタを構成するチョークコイルLの等価回路モデルを示す。   FIG. 6 shows an equivalent circuit model of the choke coil L constituting the power supply smoothing LC filter in the DC-DC converter 1 shown in FIG.

チョークコイルLの等価回路モデルは、誘導素子Lと抵抗素子Rとの並列回路Xに抵抗素子Rを直列に接続して成る回路を最小単位として構成される。本実施の形態では、この最小単位回路に、回路Xと回路Xとの直列回路に容量素子Cが並列に接続されて成る回路Xが直列に接続されて、構成されている。回路Xは、抵抗素子Rと容量素子Cとの直列回路に誘導素子Lが並列に接続されて成り、回路Xは、抵抗素子Rと誘導素子Lとが並列に接続されて成る。Equivalent circuit model of the choke coil L is configured to circuit comprising a resistance element R 4 in parallel circuit X 4 of the inductive element L 3 and the resistance element R 3 connected in series as a minimum unit. In this embodiment, this minimum unit circuits, circuit X 3 composed connected capacitive elements C 1 is in parallel to the series circuit of the circuit X 1 and the circuit X 2 are connected in series, it is constituted. Circuit X 1 is made to a series circuit of a resistance element R 1 and the capacitor C 2 is inductive element L 1 is connected in parallel circuit X 2 are connected to the resistance element R 2 and inductive element L 2 is in parallel Made up.

このような等価回路モデルで表されるチョークコイルLのインピーダンスZは、回路Xおよび回路Xの各インピーダンスをそれぞれXおよびXとすると、次の(3)式によって表される。

Figure 0005943080
Such impedance Z L of the choke coil L represented by the equivalent circuit model, assuming that the respective impedance of the circuit X 3 and circuit X 4 each X 3 and X 4, are represented by the following equation (3).
Figure 0005943080

ここで、各インピーダンスXおよびXは、回路Xおよび回路Xの各インピーダンスをそれぞれXおよびXとすると、次の(4)式および(5)式によって表される。

Figure 0005943080
Wherein each impedance X 3 and X 4, when the respective impedance of the circuit X 1 and circuit X 2 and X 1 and X 2, respectively, are expressed by the following equation (4) and (5).
Figure 0005943080

また、各インピーダンスXおよびXは、次の(6)式および(7)式によって表される。

Figure 0005943080
Each impedance X 1 and X 2 are represented by the following equation (6) and (7).
Figure 0005943080

本実施の形態では、チョークコイルLに3030サイズの4.7[μH]のパワーインダクタを用いた。下記の表3は、このチョークコイルLの図6に示す等価回路モデルを構成する各要素の値を、チョークコイルLに流れる直流負荷電流[A]の複数の水準について実測し、その測定値をテーブルデータ化したものである。

Figure 0005943080
In the present embodiment, the choke coil L is a 3030 size 4.7 [μH] power inductor. Table 3 below shows the values of the elements constituting the equivalent circuit model of the choke coil L shown in FIG. 6 for a plurality of levels of the DC load current [A] flowing through the choke coil L, and the measured values are shown in Table 3 below. It is a table data.
Figure 0005943080

また、図7は、チョークコイルLの各負荷電流[A]におけるインダクタンス[H]の変化(直流重畳特性)を示すグラフである。同グラフの横軸は負荷電流[A]、縦軸はインダクタンス[H]を表す。同グラフに示されるように、チョークコイルLのインダクタンスは、負荷電流の増加に応じて漸次小さくなる。   FIG. 7 is a graph showing the change (DC superposition characteristics) of the inductance [H] at each load current [A] of the choke coil L. The horizontal axis of the graph represents load current [A], and the vertical axis represents inductance [H]. As shown in the graph, the inductance of the choke coil L gradually decreases as the load current increases.

上記の表3に示される複数の水準の負荷電流におけるチョークコイルLの各インダクタンスは、表3に示される実測値を(3)〜(7)式に適用することで、求めておくことが出来る。また、表3に示される水準以外の負荷電流におけるチョークコイルLのインダクタンスは、表3に示される実測値に基づいて求めておいた複数の水準についてのチョークコイルLのインピーダンスから、内挿補完して求めことが出来る。   The inductances of the choke coil L at the load currents at a plurality of levels shown in Table 3 can be obtained by applying the measured values shown in Table 3 to the equations (3) to (7). . Further, the inductance of the choke coil L at a load current other than the level shown in Table 3 is interpolated from the impedance of the choke coil L for a plurality of levels obtained based on the actually measured values shown in Table 3. Can be obtained.

例えば、図8に示すように、欲しい水準の負荷電流ioutが水準1の負荷電流iと水準2の負荷電流iとの間に有る場合、欲しい水準の負荷電流ioutにおけるチョークコイルLのインピーダンスZは、負荷電流iにおけるインピーダンスZi1と負荷電流iにおけるインピーダンスZi2とから、次の(8)式に示される内挿補完よって求められる。

Figure 0005943080
For example, as shown in FIG. 8, when the desired level of load current i out is between the level 1 load current i 1 and the level 2 load current i 2 , the choke coil L at the desired level of load current i out is shown. the impedance Z L, the impedance Z i2 Prefecture in the load current i 2 and the impedance Z i1 in the load current i 1, determined by interpolating Kan shown in the following equation (8).
Figure 0005943080

本実施の形態では、上記のように、チョークコイルLの等価回路モデルを構成する各要素の値をチョークコイルLを流れる直流電流の複数の水準について実測して、チョークコイルLのインピーダンスZを複数の水準について求めておき、複数の水準の間の水準についてのチョークコイルLのインピーダンスZは、求めておいた複数の水準についてのチョークコイルLのインピーダンスZから内挿補完して求めることで、チョークコイルLの等価回路モデルをDC−DCコンバータ1の直流出力電流Iの水準に応じたモデルとする。In the present embodiment, as described above, the value of each element constituting the equivalent circuit model of the choke coil L is measured for a plurality of levels of direct current flowing through the choke coil L, and the impedance Z L of the choke coil L is determined. The impedance Z L of the choke coil L for the levels between the plurality of levels is obtained by interpolating from the impedance Z L of the choke coil L for the obtained levels. Thus, the equivalent circuit model of the choke coil L is a model corresponding to the level of the DC output current I of the DC-DC converter 1.

DC−DCコンバータ1における電源平滑用LCフィルタは、一般的にその伝達関数GLC(ω)が次の(9)式に表される。

Figure 0005943080
The power supply smoothing LC filter in the DC-DC converter 1 generally has a transfer function G LC (ω) expressed by the following equation (9).
Figure 0005943080

ここで、ω:角周波数、Cout:平滑コンデンサCoutの静電容量、L:チョークコイルLのインダクタンス、ESR:チョークコイルLのインピーダンスの実部、RD:MOSFETQ1のオン抵抗、R:MOSFETQ2のオン抵抗、ESR:平滑コンデンサCoutのインピーダンスの実部、R:出力抵抗である。Here, ω: angular frequency, C out : capacitance of smoothing capacitor C out , L: inductance of choke coil L, ESR L : real part of impedance of choke coil L, RD S : on-resistance of MOSFET Q1, R d : ON resistance of MOSFET Q2, ESR C : real part of impedance of smoothing capacitor C out , R L : output resistance.

平滑コンデンサCoutの印加直流電圧Vに応じたインピーダンスZ(V)は、平滑コンデンサCoutの等価回路モデルを構成する主共振回路11の主容量素子C1の静電容量をC1とすると、次の(10)式に表される。

Figure 0005943080
Smoothing capacitor C out impedance Z C corresponding to the applied DC voltage V (V), when the capacitance of the main capacitor element C1 of the main resonance circuit 11 of the equivalent circuit model of the smoothing capacitor C out and C1, the following (10).
Figure 0005943080

従って、伝達関数GLC(ω)を表す(9)式におけるCoutおよびESRの印加直流電圧Vに応じた値Cout(V)およびESR(V)は、上記の(10)式に表されるインピーダンスZ(V)から、次の(11)式および(12)式によって求められる。

Figure 0005943080
Therefore, the values C out (V) and ESR C (V) corresponding to the applied DC voltage V of C out and ESR C in the equation (9) representing the transfer function G LC (ω) are expressed by the above equation (10). From the represented impedance Z C (V), it is obtained by the following equations (11) and (12).
Figure 0005943080

ここで、ReはインピーダンスZの実部を表す。本実施の形態では、(9)式に表される伝達関数GLC(ω)を求めて電源平滑用LCフィルタの等価回路モデルを導出する際、上記のように、主共振回路11の主容量素子C1の静電容量C1に、DC−DCコンバータ1の直流出力電圧Vに応じた式(2)に示される静電容量変化率k(V)を(11)式に示すように乗算して、主容量素子C1の静電容量C1を補正する。Here, Re represents the real part of the impedance Z C. In the present embodiment, when the equivalent circuit model of the power supply smoothing LC filter is derived by obtaining the transfer function G LC (ω) expressed by the equation (9), as described above, the main capacitance of the main resonance circuit 11 is calculated. The capacitance C1 of the element C1 is multiplied by the capacitance change rate k (V) shown in the equation (2) corresponding to the DC output voltage V of the DC-DC converter 1 as shown in the equation (11). The electrostatic capacitance C1 of the main capacitive element C1 is corrected.

また、伝達関数GLC(ω)を表す(9)式におけるESRおよびLの負荷電流の水準に応じた値は、(3)式に表される求めておいたインピーダンスZ、または(8)式に表される内挿補完によって求められるインピーダンスZから、次の(13)式および(14)式によって求められる。

Figure 0005943080
Further, the value according to the level of the load current of ESR L and L in the equation (9) representing the transfer function G LC (ω) is the impedance Z L obtained in the equation (3) or (8 ) from the impedance Z L as determined by interpolating complete represented in formula, obtained by the following equation (13) and (14).
Figure 0005943080

ここで、ReはインピーダンスZの実部を表す。本実施の形態では、(9)式に表される伝達関数GLC(ω)を求めて電源平滑用LCフィルタの等価回路モデルを導出する際、上記のように、チョークコイルLのインピーダンスZをDC−DCコンバータ1の直流負荷電流Iの水準に応じた値とする。この結果、一般的に(9)式に表される伝達関数GLC(ω)は、本実施の形態では、DC−DCコンバータ1の直流出力電圧Vおよび直流出力電流Iに応じた値の伝達関数GLC(ω,V,I)となる。Here, Re represents the real part of the impedance Z L. In the present embodiment, when the transfer function G LC (ω) expressed by the equation (9) is obtained to derive the equivalent circuit model of the power supply smoothing LC filter, the impedance Z L of the choke coil L is derived as described above. Is a value corresponding to the level of the DC load current I of the DC-DC converter 1. As a result, in general, the transfer function G LC (ω) represented by the equation (9) is a value according to the DC output voltage V and the DC output current I of the DC-DC converter 1 in this embodiment. The function G LC (ω, V, I) is obtained.

図9は、本実施の形態によって上記のように計算した伝達関数GLC(ω,V,I)を、一素子モデルによって計算した伝達関数GLC(ω)と比較して表すボーデ線図である。FIG. 9 is a Bode diagram representing the transfer function G LC (ω, V, I) calculated as described above according to the present embodiment in comparison with the transfer function G LC (ω) calculated using a one-element model. is there.

この一素子モデルは、図3の回路図におけるLCフィルタブロック3に表されるように、一素子のチョークコイルLと一素子の平滑コンデンサCoutとから構成される。また、この計算では、一素子モデルのチョークコイルLのインダクタンスを4.7[μH]、平滑コンデンサCoutの静電容量値を47[μF]の条件とした。また、DC−DCコンバータ1の直流出力電圧Vを1.8[V]、直流出力電流Iを1.5[A]、スイッチング周波数を400[kHz]とし、MOSFETQ1のオン抵抗RDを27[mΩ]、MOSFETQ2のオン抵抗Rを21[mΩ]、負荷抵抗Rを100[Ω]とした。As shown in the LC filter block 3 in the circuit diagram of FIG. 3, this one-element model is composed of a one-element choke coil L and a one-element smoothing capacitor Cout . Further, in this calculation, inductance 4.7 [.mu.H] choke coil L one element model was the electrostatic capacitance value of the smoothing capacitor C out and the conditions of 47 [μF]. Further, 1.8 a DC output voltage V of the DC-DC converter 1 [V], 1.5 the DC output current I [A], the switching frequency is 400 [kHz], the on-resistance RD S of MOSFETs Q1 27 [ mΩ], the on-resistance R d of the MOSFET Q2 is 21 [mΩ], and the load resistance RL is 100 [Ω].

ボーデ線図の縦軸はゲイン(Gain)の絶対値[dB]とその位相(Phase)[°]であり、横軸は周波数ω[Hz]である。また、本実施の形態によるゲイン特性A1は太い実線で表し、位相特性A2は太い点線で表している。一素子モデルによるゲイン特性B1は細い実線で表し、位相特性B2は細い点線で表している。同図に示されるように、本実施の形態によるゲイン特性A1は、高い周波数においてゲインの減衰が飽和しているのに対し、一素子モデルによるゲイン特性B1は、高い周波数においてゲインが単調に減衰している。また、本実施の形態による位相特性A2は、高い周波数において0[°]に戻る傾向を示しているのに対し、一素子モデルによる位相特性B2は、高い周波数において180[°]になっている。このことから、本実施の形態によるシミュレーションでは、チョークコイルLおよび平滑コンデンサCoutの動特性が加味され、実回路に近い振る舞いが得られたことが分かる。The vertical axis of the Bode diagram is the absolute value [dB] of gain (Gain) and its phase (Phase) [°], and the horizontal axis is frequency ω [Hz]. Further, the gain characteristic A1 according to the present embodiment is represented by a thick solid line, and the phase characteristic A2 is represented by a thick dotted line. The gain characteristic B1 by the one element model is represented by a thin solid line, and the phase characteristic B2 is represented by a thin dotted line. As shown in the figure, the gain characteristic A1 according to the present embodiment has a saturated gain attenuation at a high frequency, whereas the gain characteristic B1 based on the one-element model has a monotonically attenuated gain at a high frequency. doing. Further, the phase characteristic A2 according to the present embodiment shows a tendency to return to 0 [°] at a high frequency, whereas the phase characteristic B2 according to the one-element model is 180 [°] at a high frequency. . From this, it can be seen that in the simulation according to the present embodiment, the dynamic characteristics of the choke coil L and the smoothing capacitor Cout are taken into account, and a behavior close to that of an actual circuit is obtained.

このような本実施の形態によれば、上記のように、平滑コンデンサCoutの等価回路モデルは、そのモデルを構成する主容量素子C1の静電容量C1にDC−DCコンバータ1の直流出力電圧Vに応じた静電容量変化率k(V)が(11)式に示すように乗算されて、主容量素子C1の静電容量C1が補正されることで、DC−DCコンバータ1の直流出力電圧Vに応じたモデルとされる。また、チョークコイルLの等価回路モデルは、チョークコイルLを流れる直流電流Iの複数の水準についてチョークコイルLのインピーダンスZを(3)式に従って求めておき、複数の水準の間の水準についてのチョークコイルLのインピーダンスZは、求めておいた複数の水準についてのチョークコイルLのインピーダンスZから(8)式を用いて内挿補完して求めることで、DC−DCコンバータ1の直流出力電流Iの水準に応じたモデルとされる。従って、チョークコイルLおよび平滑コンデンサの各等価回路モデルから導出される電源平滑用LCフィルタの等価回路モデルは、DC−DCコンバータ1の直流出力電圧Vおよび直流出力電流Iに応じて精度良く導出され、DC−DCコンバータ1の動作時における電源平滑用LCフィルタの特性は正確に表現される。このため、DC−DCコンバータ1の回路設計におけるシミュレーションが精度良く実施されて、DC−DCコンバータ1の回路設計における試作回数の削減や試作期間の短縮に資することが可能となる。According to the present embodiment, as described above, the equivalent circuit model of the smoothing capacitor Cout is the DC output voltage of the DC-DC converter 1 to the electrostatic capacitance C1 of the main capacitive element C1 constituting the model. The capacitance change rate k (V) corresponding to V is multiplied as shown in the equation (11), and the capacitance C1 of the main capacitance element C1 is corrected, whereby the DC output of the DC-DC converter 1 is corrected. A model corresponding to the voltage V is used. Further, the equivalent circuit model of the choke coil L is obtained by obtaining the impedance Z L of the choke coil L according to the equation (3) for a plurality of levels of the direct current I flowing through the choke coil L, and for the levels between the plurality of levels. The impedance Z L of the choke coil L is obtained by interpolating and complementing the impedance Z L of the choke coil L for the plurality of obtained levels using the equation (8), whereby the DC output of the DC-DC converter 1 is obtained. The model corresponds to the level of the current I. Therefore, the equivalent circuit model of the power source smoothing LC filter derived from the equivalent circuit models of the choke coil L and the smoothing capacitor is accurately derived according to the DC output voltage V and the DC output current I of the DC-DC converter 1. The characteristics of the power supply smoothing LC filter during the operation of the DC-DC converter 1 are accurately expressed. For this reason, the simulation in the circuit design of the DC-DC converter 1 is performed with high accuracy, and it is possible to contribute to the reduction in the number of trials and the shortening of the trial period in the circuit design of the DC-DC converter 1.

また、本実施の形態では、図4に示す平滑コンデンサCoutの等価回路モデルを構成する各要素の測定値を表1に示すようにテーブルデータ化しておくと共に、図6に示すチョークコイルLの等価回路モデルを構成する複数の水準についての各要素の測定値を表3に示すようにテーブルデータ化しておくことで、伝達関数GLC(ω,V,I)を求めて電源平滑用LCフィルタの等価回路モデルを導出する際に、容易に、平滑コンデンサCoutのインピーダンスZおよびチョークコイルLのインピーダンスZの計算が出来て、容易に、DC−DCコンバータ1の直流出力電圧Vに応じた平滑コンデンサCoutの等価回路モデルおよびDC−DCコンバータ1の直流出力電流Iに応じたチョークコイルLの等価回路モデルを導出することができる。このため、DC−DCコンバータ1の動作時におけるチョークコイルLおよび平滑コンデンサCoutの各等価回路モデルを簡単に再現して用いることができるようになる。In the present embodiment, the measured values of the elements constituting the equivalent circuit model of the smoothing capacitor Cout shown in FIG. 4 are converted into table data as shown in Table 1, and the choke coil L shown in FIG. The measured values of each element for a plurality of levels constituting the equivalent circuit model are converted into table data as shown in Table 3, so that the transfer function G LC (ω, V, I) is obtained and the power supply smoothing LC filter is obtained. in deriving the equivalent circuit model, easily, and you can calculate the impedance Z L of the impedance Z C and the choke coil L of the smoothing capacitor C out, easily, depending on the DC output voltage V of the DC-DC converter 1 deriving an equivalent circuit model of the choke coil L, which corresponding to the equivalent circuit model and the DC-DC converter 1 of the DC output current I of the smoothing capacitor C out Rukoto can. Therefore, it becomes possible to use to easily reproduce the equivalent circuit model of the choke coil L and a smoothing capacitor C out during the operation of the DC-DC converter 1.

また、本実施の形態では、平滑コンデンサCoutの等価回路モデルが、図4に示すように、容量性回路12、誘導性回路13、および副共振回路14が主共振回路11に直列に接続されて構成され、DC−DCコンバータ1の直流出力電圧Vに応じた静電容量変化率k(V)は主共振回路11を構成する主容量素子C1に対して乗算されて、主共振回路11を構成する主容量素子C1の静電容量が補正される。このため、平滑コンデンサCoutの特性を最も顕著に表す主共振回路11の特性が補正されて、平滑コンデンサCoutの静電容量はDC−DCコンバータ1の直流出力電圧Vに応じて最も効果的に補正される。In the present embodiment, the equivalent circuit model of the smoothing capacitor Cout is such that the capacitive circuit 12, the inductive circuit 13, and the sub-resonant circuit 14 are connected in series to the main resonant circuit 11, as shown in FIG. The capacitance change rate k (V) corresponding to the DC output voltage V of the DC-DC converter 1 is multiplied by the main capacitance element C1 constituting the main resonance circuit 11, and the main resonance circuit 11 is The electrostatic capacitance of the main capacitive element C1 is corrected. For this reason, the characteristic of the main resonance circuit 11 that most significantly represents the characteristic of the smoothing capacitor Cout is corrected, and the electrostatic capacitance of the smoothing capacitor Cout is most effective in accordance with the DC output voltage V of the DC-DC converter 1. It is corrected to.

また、本実施の形態では、チョークコイルLの等価回路モデルは、図6に示すように、誘導素子Lと抵抗素子Rとの並列回路Xに抵抗素子Rを直列に接続して成る回路を最小単位として、DC−DCコンバータ1のシミュレーションの精度や目的に応じて多様に構成される。Further, in the present embodiment, the equivalent circuit model of the choke coil L, as shown in FIG. 6, a resistance element R 4 connected in series with the parallel circuit X 4 of the inductive element L 3 and the resistance element R 3 As a minimum unit, the circuit is configured in various ways according to the accuracy and purpose of the simulation of the DC-DC converter 1.

なお、上記の実施の形態において、平滑コンデンサCoutの等価回路モデルおよび複数の水準についてのチョークコイルLの等価回路モデルを、平滑コンデンサCoutおよびチョークコイルLの各種類に応じてテーブルデータ化して、ライブラリー化しておくように構成してもよい。In the above embodiment, the equivalent circuit model of the choke coil L of an equivalent circuit model and the plurality of levels of the smoothing capacitor C out, and the table data of in response to each type of the smoothing capacitor C out and the choke coil L Alternatively, it may be configured as a library.

本構成によれば、平滑コンデンサCoutの等価回路モデルを構成する各要素の測定値についてのテーブルデータ(表1参照)、およびチョークコイルLの等価回路モデルを構成する各要素の測定値についてのテーブルデータ(表3参照)は、シミュレートするDC−DCコンバータ1に用いる平滑コンデンサCoutおよびチョークコイルLの各種類に応じて、ライブラリから直ちに引き出すことができる。このため、DC−DCコンバータ1の動作時におけるチョークコイルLおよび平滑コンデンサCoutの各等価回路モデルは、シミュレートするDC−DCコンバータ1に用いる平滑コンデンサCoutおよびチョークコイルLの各種類に応じて、容易に直ちに導出される。According to this configuration, the table data (see Table 1) regarding the measured values of the elements constituting the equivalent circuit model of the smoothing capacitor C out and the measured values of the elements configuring the equivalent circuit model of the choke coil L are described. The table data (see Table 3) can be immediately extracted from the library according to each type of the smoothing capacitor Cout and the choke coil L used in the DC-DC converter 1 to be simulated. For this reason, each equivalent circuit model of the choke coil L and the smoothing capacitor C out during the operation of the DC-DC converter 1 depends on each type of the smoothing capacitor C out and the choke coil L used in the DC-DC converter 1 to be simulated. Easily derived immediately.

また、上記の実施の形態においては、平滑コンデンサCoutの等価回路モデルを図4に示すように、チョークコイルLの等価回路モデルを図6に示すように構成した場合について説明したが、各等価回路モデルの形はこれらに限定されることは無い。例えば、平滑コンデンサCoutの等価回路モデルは、容量性回路12、誘導性回路13、および副共振回路14のうちの少なくとも1つを主共振回路11に直列に接続して構成するようにしてもよい。In the above embodiment, the equivalent circuit model of the smoothing capacitor Cout is illustrated as shown in FIG. 4, and the equivalent circuit model of the choke coil L is configured as shown in FIG. The shape of the circuit model is not limited to these. For example, the equivalent circuit model of the smoothing capacitor Cout may be configured by connecting at least one of the capacitive circuit 12, the inductive circuit 13, and the sub-resonant circuit 14 to the main resonant circuit 11 in series. Good.

上述した本実施の形態の等価回路モデルの導出方法は、次のコンピュータプログラムを用いることで、簡単に利用することが出来る。このコンピュータプログラムは、平滑コンデンサCoutおよびチョークコイルLの種類を入力する第1のステップと、DC−DCコンバータ1の直流出力電圧Vおよび直流出力電流Iの各値を入力する第2のステップと、第1のステップで入力された種類の平滑コンデンサCoutについて予め用意されたテーブルデータ(表1参照)の等価回路モデル(図4参照)をライブラリーの中から選択し、選択した平滑コンデンサCoutの等価回路モデルを使って平滑コンデンサCoutのインピーダンスZを(10)式によって計算することで、平滑コンデンサCoutの等価回路モデルを第2のステップで入力された直流出力電圧Vに応じたモデルとする第3のステップと、第1のステップで入力された種類のチョークコイルLについて予め用意されたテーブルデータ(表3参照)の等価回路モデル(図6参照)をライブラリーの中から選択し、選択したチョークコイルLの等価回路モデルを使ってチョークコイルLのインピーダンスZを(3)式および(8)式によって計算することで、チョークコイルLの等価回路モデルを第2のステップで入力された直流出力電流Iに応じたモデルとする第4のステップと、第3のステップで導出した平滑コンデンサCoutの等価回路モデルおよび第4のステップで導出したチョークコイルLの等価回路モデルを使って電源平滑用LCフィルタの伝達関数GLC(ω,V,I)を(9)式によって求めることで、第2のステップで入力された直流出力電圧Vおよび直流出力電流Iに応じた電源平滑用LCフィルタの等価回路モデルを導出する第5のステップとを備え、上述した本実施の形態の電源平滑用LCフィルタの等価回路モデルの導出方法を機能させる。The method for deriving the equivalent circuit model of the present embodiment described above can be easily used by using the following computer program. The computer program includes a first step for inputting the types of the smoothing capacitor Cout and the choke coil L, and a second step for inputting the values of the DC output voltage V and the DC output current I of the DC-DC converter 1. The equivalent circuit model (see FIG. 4) of the table data (see Table 1) prepared in advance for the type of smoothing capacitor Cout input in the first step is selected from the library, and the selected smoothing capacitor C By calculating the impedance Z C of the smoothing capacitor C out by the expression (10) using the equivalent circuit model of out, the equivalent circuit model of the smoothing capacitor C out is determined according to the DC output voltage V input in the second step. The third step of making the model and the type of choke coil L input in the first step. A prepared table data equivalent circuit model (see Table 3) (see FIG. 6) selected from the library Te, the impedance Z C of the choke coil L using the equivalent circuit model of the choke coil L selected A fourth step in which the equivalent circuit model of the choke coil L is a model corresponding to the DC output current I input in the second step by calculating using the equations (3) and (8), Using the equivalent circuit model of the smoothing capacitor C out derived in the step and the equivalent circuit model of the choke coil L derived in the fourth step, the transfer function G LC (ω, V, I) of the power source smoothing LC filter is expressed by (9 ) To obtain the equivalent circuit module of the power supply smoothing LC filter corresponding to the DC output voltage V and DC output current I input in the second step. And a fifth step of deriving Le, to function method of deriving the equivalent circuit model of the LC filter power supply smoothing of the present embodiment described above.

本実施の形態の電源平滑用LCフィルタの等価回路モデルの導出方法は、シミュレートするDC−DCコンバータ1を構成する平滑コンデンサCoutおよびチョークコイルLの種類、並びにDC−DCコンバータ1の直流出力電圧Vおよび直流出力電流Iの各値がコンピュータプログラムに入力されることで、上記のようにコンピュータプログラムによって機能させられる。つまり、コンピュータプログラムにより、自動的に、平滑コンデンサCoutの等価回路モデルは入力された種類の平滑コンデンサCoutおよび入力された値の直流出力電圧Vに応じたモデルとされ、また、チョークコイルLの等価回路モデルは入力された種類のチョークコイルLおよび入力された値の直流出力電流Iに応じたモデルとされる。このため、本導出方法の利用者は、シミュレートするDC−DCコンバータ1を構成する平滑コンデンサCoutおよびチョークコイルLの種類、並びにDC−DCコンバータ1の直流出力電圧Vおよび直流出力電流Iの各値をコンピュータプログラムに入力するだけで、DC−DCコンバータ1の的確なシミュレーションを高精度かつ簡単に行える。この結果、回路シミュレートに関する専門知識を持たない一般の利用者であっても、DC−DCコンバータ1の的確な回路シミュレーションを高精度かつ簡単に行える。The method for deriving the equivalent circuit model of the power supply smoothing LC filter of the present embodiment includes the types of the smoothing capacitor Cout and the choke coil L constituting the DC-DC converter 1 to be simulated, and the DC output of the DC-DC converter 1. Each value of the voltage V and the DC output current I is input to the computer program, so that the computer program functions as described above. In other words, the equivalent circuit model of the smoothing capacitor C out is automatically set to a model corresponding to the input type smoothing capacitor C out and the input DC output voltage V by the computer program, and the choke coil L The equivalent circuit model is a model corresponding to the input type choke coil L and the DC output current I of the input value. For this reason, the user of this derivation method can determine the types of the smoothing capacitor Cout and the choke coil L constituting the DC-DC converter 1 to be simulated, and the DC output voltage V and the DC output current I of the DC-DC converter 1. By simply inputting each value into the computer program, an accurate simulation of the DC-DC converter 1 can be easily performed with high accuracy. As a result, an accurate circuit simulation of the DC-DC converter 1 can be accurately and easily performed even by a general user who does not have specialized knowledge regarding circuit simulation.

また、上記のコンピュータプログラムは、上記コンピュータプログラムを備える電子部品製造メーカなどのサーバにインターネット網を介してアクセスすることで、インターネット網に接続されたパーソナルコンピュータ等の端末から使用することが出来る。本構成によれば、利用者は、インターネット網に接続された端末から上記コンピュータプログラムを備えるサーバにアクセスすることで、上記コンピュータプログラムを容易に使用することが出来る。このため、本実施の形態による電源平滑用LCフィルタの等価回路モデルの導出方法を多数の利用者に提供することが可能になる。   Further, the computer program can be used from a terminal such as a personal computer connected to the Internet network by accessing a server such as an electronic component manufacturer having the computer program via the Internet network. According to this configuration, the user can easily use the computer program by accessing a server including the computer program from a terminal connected to the Internet network. Therefore, it is possible to provide a large number of users with a method for deriving an equivalent circuit model of the power supply smoothing LC filter according to the present embodiment.

1…降圧型DC−DCコンバータ
2…PWMスイッチブロック
3…LCフィルタブロック
4…定電圧制御部ブロック
5…制御回路
6…エラーアンプ
7…PWMコンパレータ
11…主共振回路
12…容量性回路
13…誘導性回路
14…副共振回路
out…平滑コンデンサ
L…チョークコイル
C1…主容量素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Step-down DC-DC converter 2 ... PWM switch block 3 ... LC filter block 4 ... Constant voltage control part block 5 ... Control circuit 6 ... Error amplifier 7 ... PWM comparator 11 ... Main resonance circuit 12 ... Capacitive circuit 13 ... Induction Circuit 14 ... sub-resonant circuit Cout ... smoothing capacitor L ... choke coil C1 ... main capacitance element

Claims (6)

直流安定化電源回路の出力電圧を安定化するチョークコイルと平滑コンデンサとから構成される電源平滑用LCフィルタの等価回路モデルを前記チョークコイルおよび前記平滑コンデンサの各等価回路モデルから導出する電源平滑用LCフィルタの等価回路モデルの導出方法において、
前記平滑コンデンサの等価回路モデルは、容量素子と抵抗素子とを並列に接続して成る容量性回路、誘導素子と抵抗素子とを並列に接続して成る誘導性回路、および容量素子と誘導素子と抵抗素子とを並列に接続して成る副共振回路のうちの少なくとも1つが、主容量素子と誘導素子と抵抗素子とを直列に接続して成る主共振回路に直列に接続されて構成され、
前記平滑コンデンサへの印加直流電圧に応じた前記平滑コンデンサの静電容量変化率を実測して前記印加直流電圧を変数とする関数として表し、前記主共振回路を構成する前記主容量素子の静電容量に前記直流安定化電源回路の直流出力電圧に応じた前記静電容量変化率を乗算して前記主容量素子の静電容量を補正することで、前記平滑コンデンサの等価回路モデルを前記直流安定化電源回路の直流出力電圧に応じたモデルとし、
前記チョークコイルの等価回路モデルを構成する各要素の値を前記チョークコイルを流れる直流電流の複数の水準について実測して前記チョークコイルのインピーダンスを前記複数の水準について求めておき、前記複数の水準の間の水準についての前記チョークコイルのインピーダンスは、求めておいた前記複数の水準についての前記チョークコイルのインピーダンスから内挿補完して求めることで、前記チョークコイルの等価回路モデルを前記直流安定化電源回路の直流出力電流の水準に応じたモデルとする
ことを特徴とする電源平滑用LCフィルタの等価回路モデルの導出方法。
For power source smoothing, an equivalent circuit model of a power source smoothing LC filter composed of a choke coil and a smoothing capacitor for stabilizing the output voltage of a DC stabilized power source circuit is derived from each equivalent circuit model of the choke coil and the smoothing capacitor. In a method for deriving an equivalent circuit model of an LC filter,
The equivalent circuit model of the smoothing capacitor includes a capacitive circuit formed by connecting a capacitive element and a resistive element in parallel, an inductive circuit formed by connecting an inductive element and a resistive element in parallel, and a capacitive element and an inductive element. At least one of the sub-resonant circuits formed by connecting the resistive elements in parallel is configured to be connected in series to the main resonant circuit formed by connecting the main capacitive element, the inductive element, and the resistive element in series,
The capacitance change rate of the smoothing capacitor according to the applied DC voltage applied to the smoothing capacitor is measured and expressed as a function with the applied DC voltage as a variable, and the electrostatic capacitance of the main capacitive element constituting the main resonance circuit is expressed. By correcting the capacitance of the main capacitive element by multiplying the capacitance by the capacitance change rate according to the DC output voltage of the DC stabilized power supply circuit, the equivalent circuit model of the smoothing capacitor is converted to the DC stable Model according to the DC output voltage of the power supply circuit,
The value of each element constituting the equivalent circuit model of the choke coil is measured for a plurality of levels of direct current flowing through the choke coil, and the impedance of the choke coil is obtained for the plurality of levels, The impedance of the choke coil with respect to the level between them is obtained by interpolating from the impedances of the choke coil with respect to the plurality of levels that have been obtained, so that the equivalent circuit model of the choke coil is determined as the DC stabilized power supply. A method for deriving an equivalent circuit model of a power source smoothing LC filter, characterized in that the model is based on the level of the DC output current of the circuit.
前記平滑コンデンサの等価回路モデルを構成する各要素の測定値をテーブルデータ化しておき、電源平滑用LCフィルタの等価回路モデルを導出する際にテーブルデータ化しておいた前記平滑コンデンサの等価回路モデルを使って前記平滑コンデンサの等価回路モデルを前記直流安定化電源回路の直流出力電圧に応じたモデルとし、
前記チョークコイルの等価回路モデルを構成する各要素の測定値を前記複数の水準についてテーブルデータ化しておき、電源平滑用LCフィルタの等価回路モデルを導出する際にテーブルデータ化しておいた前記チョークコイルの各等価回路モデルを使って前記チョークコイルの等価回路モデルを前記直流安定化電源回路の直流出力電流に応じたモデルとする
ことを特徴とする請求項1に記載の電源平滑用LCフィルタの等価回路モデルの導出方法。
The measured value of each element constituting the equivalent circuit model of the smoothing capacitor is converted into table data, and the equivalent circuit model of the smoothing capacitor that is converted into table data when the equivalent circuit model of the power source smoothing LC filter is derived Using the equivalent circuit model of the smoothing capacitor as a model according to the DC output voltage of the DC stabilized power supply circuit,
The choke coil that has been converted into table data for the plurality of levels of measured values of each element constituting the equivalent circuit model of the choke coil, and converted into table data when the equivalent circuit model of the power source smoothing LC filter is derived. The equivalent circuit model of the choke coil is a model corresponding to the DC output current of the DC stabilized power supply circuit using each equivalent circuit model of the equivalent circuit model of claim 1, How to derive a circuit model.
前記平滑コンデンサの等価回路モデルおよび前記複数の水準についての前記チョークコイルの等価回路モデルを前記平滑コンデンサおよび前記チョークコイルの各種類に応じてテーブルデータ化してライブラリー化しておくことを特徴とする請求項2に記載の電源平滑用LCフィルタの等価回路モデルの導出方法。   An equivalent circuit model of the smoothing capacitor and an equivalent circuit model of the choke coil for the plurality of levels are converted into table data according to each type of the smoothing capacitor and the choke coil, and are made into a library. Item 3. A method for deriving an equivalent circuit model of the power supply smoothing LC filter according to Item 2. 前記チョークコイルの等価回路モデルは、誘導素子と抵抗素子との並列回路に抵抗素子を直列に接続して成る回路を最小単位として構成されることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電源平滑用LCフィルタの等価回路モデルの導出方法。 Equivalent circuit model of the choke coil, either a circuit formed by connecting a resistive element in series with the parallel circuit of the inductive element and the resistive element of claims 1, characterized in that it is configured as a smallest unit of claim 3 A method for deriving an equivalent circuit model of the power supply smoothing LC filter according to claim 1. 前記平滑コンデンサおよび前記チョークコイルの種類を入力する第1のステップと、前記直流安定化電源回路の直流出力電圧および直流出力電流の各値を入力する第2のステップと、前記第1のステップで入力された種類の前記平滑コンデンサについて予め用意されたテーブルデータの等価回路モデルをライブラリーの中から選択し、選択した前記平滑コンデンサの等価回路モデルを使って前記平滑コンデンサの等価回路モデルを前記第2のステップで入力された直流出力電圧に応じたモデルとする第3のステップと、前記第1のステップで入力された種類の前記チョークコイルについて予め用意されたテーブルデータの等価回路モデルをライブラリーの中から選択し、選択した前記チョークコイルの等価回路モデルを使って前記チョークコイルの等価回路モデルを前記第2のステップで入力された直流出力電流に応じたモデルとする第4のステップと、前記第3のステップで導出した前記平滑コンデンサの等価回路モデルおよび前記第4のステップで導出した前記チョークコイルの等価回路モデルを使って前記第2のステップで入力された直流出力電圧および直流出力電流に応じた電源平滑用LCフィルタの等価回路モデルを導出する第5のステップとをコンピュータに実行させ、請求項3に記載の電源平滑用LCフィルタの等価回路モデルの導出方法を実行させるコンピュータプログラム。 A first step of inputting types of the smoothing capacitor and the choke coil, a second step of inputting respective values of a DC output voltage and a DC output current of the DC stabilized power supply circuit, and the first step. An equivalent circuit model of table data prepared in advance for the input type of smoothing capacitor is selected from a library, and the equivalent circuit model of the smoothing capacitor is selected using the selected equivalent circuit model of the smoothing capacitor. A third step of making a model corresponding to the DC output voltage input in step 2 and an equivalent circuit model of table data prepared in advance for the type of choke coil input in the first step are stored in a library The choke coil is selected using an equivalent circuit model of the selected choke coil. And a fourth equivalent circuit model of the smoothing capacitor derived in the third step, and a fourth equivalent circuit model of the smoothing capacitor derived in the third step. A fifth step of deriving an equivalent circuit model of the power supply smoothing LC filter according to the DC output voltage and DC output current input in the second step using the equivalent circuit model of the choke coil derived in the step; the cause the computer to execute a computer program for executing the method of deriving the equivalent circuit model of the LC filter power supply smoothing of claim 3. 前記コンピュータプログラムを備えるサーバにインターネット網を介してアクセスし、インターネット網に接続された端末から前記コンピュータプログラムを使用して各前記ステップを前記端末に実行させ、請求項3に記載の電源平滑用LCフィルタの等価回路モデルの導出方法を実施する請求項5に記載のコンピュータプログラムの使用方法。 4. The power smoothing LC according to claim 3, wherein a server including the computer program is accessed via an Internet network, and each of the steps is performed by the terminal using the computer program from a terminal connected to the Internet network. 6. The method of using a computer program according to claim 5 , wherein a method for deriving an equivalent circuit model of a filter is implemented .
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